Partidas eletricas_eletronicas

Prévia do material em texto

Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
1
Partidas elétricas e eletrônicas 
 
A representação dos circuitos de comando de motores elétricos é feita normalmente através de dois 
diagramas: 
 
Diagrama de força: representa a forma de alimentação do motor à fonte de energia; 
Diagrama de comando: representa a lógica de operação do motor. 
 
Em ambos os diagramas são encontrados elementos (dispositivos) responsáveis pelo comando, proteção, 
regulação e sinalização do sistema de acionamento. 
 
Entendendo a lógica de comando 
A lógica de comando, ou lógica de funcionamento, é o sistema interativo de um ou mais interruptores ou 
contatos, que tem por objetivo o acionamento de um equipamento elétrico, ou seja, é a análise detalha de 
cada função do circuito. Vamos a um exemplo simplificado: 
 
Seqüência operacional 
Ao ser acionada, a botoeira B1 energiza-se a bobina do contator K1 que, por sua vez fecha seus contatos 
principais (NA) ligando as lâmpadas. Retirando a pressão sobre a botoeira, desenergiza-se a bobina do 
contator e os contatos voltam a posição normalmente aberta. 
Ligação ilustrativa Entendendo contatos 
 
 
Contator 
 
A1 = entrada de energia da bobina 
A2 = Saída de energia da bobina 
 
 1 = entrada R 
 2 = saída R 
 
 3 = entrada S 
 4 = saída S 
 
 5 = entrada T 
 6 = saída T 
 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
2
Lembre-se que este esquema é meramente ilustrativo. Tem a finalidade de ajudar na primeira montagem, 
você deve identificar e montar tendo em mãos somente o esquema elétrico. 
 
O circuito selo 
 
No circuito acima quando pressionamos a botoeira B1, as lâmpadas acendem e quando retiramos a pressão 
exercida sobre a botoeira ela volta a posição normalmente aberta, e as lâmpadas apagam, ou seja, 
devemos colocar algo a mais em nossa ligação para que as lâmpadas permaneçam ligadas. A esse algo a 
mais damos o nome de selo. Vejamos: 
 
 
O selo nada mais é que um contato NA em paralelo com o botão liga, também NA. 
 
Seqüência operacional 
Ao pressionarmos o botão liga energiza-se a bobina do contator fechando seus contatos principais e o 
contato auxiliar usado no selo. Ao retirar a pressão sobre o botão liga a bobina continua energizado através 
do selo, desligando somente se o botão de desliga for pressionado. 
 
Ligando as lâmpadas em plena carga 
 
Note que as lâmpadas dos circuitos acima não desenvolveram a potência nominal, ou seja, não acenderam 
como deveriam, a razão disso, elas não foram ligadas a plena carga, cada lâmpada recebeu 127 V. 
 
 
Note que nesta ligação as lâmpadas estão “mais forte”, isso porque 220V foram entregues a cada lâmpada. 
 
 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
3
Partida direta do motor a plena carga (triângulo) 
 
Os motores elétricos são máquinas que recebem energia elétrica da rede e fornecem energia mecânica no 
seu eixo caracterizada pela rotação. Para que o motor de indução trifásico, tipo gaiola, desenvolva plena 
potência ele deve ser ligado a plena tensão, por meio de dispositivos de proteção, comando e segurança. 
Veja a ligação abaixo. 
 
 
O problema desse tipo de ligação, é que quando um motor é energizado, este exige uma corrente (corrente 
de partida) muito maior que a nominal, podendo chegar a sete vezes a corrente nominal. 
 
Partida com carga e em vazio 
Se o motor é energizado em vazio (sem carga) ele adquire rapidamente sua velocidade nominal e a 
diminuição da corrente será rápida também, porém se o motor partir “em carga” a situação é mais 
complicada, pois as correntes serão maiores e as solicitações elétricas aos dispositivos de acionamento 
também. 
 
Partida direta do motor (estrela) 
 
Uma maneira de minimizar o 
pico de corrente é ligando o 
motor em estrela, assim a tensão 
entregue a cada fase será 
aproximadamente 58% (1 ÷ √3). 
Este tipo de ligação proporciona 
uma redução de 
aproximadamente 33% (1÷3) da 
corrente de partida. 
 
 
Instalações em baixa tensão 
exige, geralmente, que motores 
acima de 5,0 CV a partida seja 
por tensão reduzida ou por 
partidas indiretas. 
 
 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
4
Partida com chave estrela-triângulo 
 
A partida estrela triângulo, consiste na alimentação do motor com redução de tensão nas bobinas, durante a 
partida. Assim as bobinas do motor recebem somente 58% (1 ÷ √3) da tensão nominal e após a haverá 
comutação automática para triângulo e as bobinas passam a receber 100% da tensão nominal. 
 
O diagrama de comando 
 
 
A seqüência operacional 
 
A partida como, pode-se ver, é composta de três contatores comandados por botões. 
 
Na condição inicial de partida do motor (em estrela), K1, K2 e K3, estão desligados e a rede trifásica R, S, 
T, ou seja, há diferença de potencial (d.d.p) na rede. 
 
Pulsando-se o botão Liga (S1), a bobina do contator (K2) e o relé temporizador (D) serão alimentados, 
fechando seu contato K2(A) e abrindo o contato K2(B). 
 
Assim os contatos principais dos contatores (K2) e (K1) serão fechados partindo o motor em estrela, note 
que também será fechado o contado auxiliar do contator K1(A). 
 
Neste momento K1 e K2 estão energizados. (Ligação Y) 
 
Decorrido o tempo pré-ajustado o temporizador (D) abre seu contado (D1) retirando a energia de (K2) 
abrindo seu contato K2(A) e fechando seu contato K2(B) energizando. Assim (K3) que abre seu contato 
auxiliar K3(A) e fecha seus contatos principais. 
 
Os contatos principais dos contatos (K1) continuam energizados através do contado K1(A). 
 
Neste momento K1 e K3 estão energizados. (Ligação ∆) 
 
 
 
 
 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
5
O diagrama de força 
 
Uma vez montado e testado o diagrama de comando podemos ligar o motor. 
 
 
Partida direta reversa 
 
Consiste em mudar o sentido de rotação de um motor trifásico. Seu funcionamento é bastante simples, 
vejamos: 
 
 
A seqüência operacional 
Pressionando (S1) energiza-se o contator (K1), fechando o seu selo (13,14) e abrindo o intertravamento 
(21,22) mesmo pressionando (S2) o contator (K2) não será energizado, devido ao intertravamento, sendo 
necessário seu desligamento para religar (S2) novamente e a rotação será contrário. 
 
 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
6
Partidas eletrônicas 
Soft-Starters ⇒ são chaves de partida estática, destinada à 
aceleração, desaceleração e proteção de motores de indução 
trifásicos. O controle da tensão aplicada ao motor, mediante o 
ajuste do ângulo de disparo dos tiristores, permite obter 
partidas e paradas suaves. Com o ajuste adequado das 
variáveis, o torque produzido é ajustado à necessidade da 
carga, garantindo, desta forma, que a corrente solicitada seja a 
mínima necessária para a partida. 
 
Principais aplicações e comparativo com outros métodos de partida 
 
 
Os soft-starts costumam funcionar com a tecnologia chamada by-pass, a qual, após o motor partir e receber 
toda a tensão da rede, liga-se um contator que substitui os módulos de tiristores, evitando 
sobreaquecimento dos mesmos. 
 
Esquema de ligação de uma soft-start típica 
Na ligação padrão com três cabos, o motor pode ser conectado tanto em estrela como em triângulo. 
 
Interface homem máquina (IHM) 
 
Alguns soft-starts possuem interface homem e a máquina 
(IHM) incorporada ou destacável com possibilidade de 
fixação local ou remota, lembrando que a distância deve ser 
levada em consideração. 
 
 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
7Inversores de freqüência ⇒ Caso o interesse seja, além da partida 
suave, controlar também a velocidade do motor, então 
necessitarmos de um inversor de freqüência. A sua principal função 
é regular a velocidade de um motor elétrico mantendo seu torque 
(conjugado). 
 
 
As vantagens em se ter motores trifásicos AC, levaram a indústria a desenvolver um sistema capaz de controlar a 
potência (velocidade + torque). A saber, a velocidade de um motor depende da freqüência da rede, que no 
Brasil é padronizada em 60Hz, alterações na freqüência alteram a velocidade do campo girante (velocidade 
síncrona) no estator é dada pela seguinte equação: 
 
 
 
Assumindo que o número de pólos de um motor AC seja fixo (determinado na sua construção), ao variarmos a 
freqüência de alimentação, variamos na mesma proporção, sua velocidade de rotação. 
 
Calculando a potência do inversor 
 
Para calcularmos a potência do inversor, temos de saber qual motor (e qual carga) ele acionará. 
Normalmente, a potência dos motores é dada em CV ou HP. Basta fazermos a conversão para watts, e o 
resto é fácil. Vamos dar um exemplo prático: 
 
Rede elétrica = 380 VCA 
Motor = 1,0 HP 
Aplicação = exaustor industrial 
 
Cálculos: 
1,0 HP = 746W 
 
Portanto, como a rede elétrica é de 380 VCA, e os inversores 
(normalmente) possuem um fator de potência = 0,8 (Cos j = 
0,80), teremos: 
 
I inversor = P(W) ÷ V Linha.cosϕ 
I inversor = 746W ÷ 380V.0,8 
I inversor = 2,45 A 
 
Tensão de entrada = 380 VCA 
Corrente nominal = 2,5 A 
 
Interface homem máquina 
 
Os inversores de freqüência assim como as soft-starts têm IHM, que 
podem ser incorporada ou destacável com possibilidade de ser 
controlada remotamente. Vejamos uma IHM típica. 
 
 
Esquema de ligação triângulo 
 
 
 
 
 Habilita o inversor via rampa (partida). Após habilitação, a cada toque, comuta as 
indicações do display como indicado abaixo: 
 
 
 Desabilita o inversor via rampa (parada). Reseta o inversor após a ocorrência de 
erros. 
Clube da eletrônica Eletricidade 
 
Partidas elétricas – eletrônicas – Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2006 
 
8
 
 Seleciona (comuta) display entre número do parâmetro e seu valor posição/conteúdo.
 
 Aumenta a velocidade, número do parâmetro ou valor do parâmetro. 
 
 Diminui a velocidade, número do parâmetro ou valor do parâmetro. 
 
 Inverte o sentido de rotação do motor comutando entre Horário e Anti-Horário. 
 
 Seleciona a origem dos comandos/referência entre LOCAL ou REMOTO. 
 
 Quando pressionada realiza a função JOG, (se o inversor estiver desabilitado por 
rampa e com habilita geral ativado). 
 
 
Interligação em Redes industriais 
 
As soft-staters assim como os inversores podem ser interligados em redes industrias de comunicação 
rápida, através dos protocolos padronizados, podendo ser: 
 
Essas redes são destinadas principalmente a integrar grandes plantas de automação industrial, as redes de 
comunicação rápidas conferem elevada performance de atuação e grande flexibilidade operacional, 
características exigidas em aplicações de sistemas complexos e/ou integrados. 
 
Referências bibliográficas: 
 Gussow, Miltom. Eletricidade básica – São Paulo. Schaum McGraw-Hill,1985. 
 Capeli, A – Inversores de freqüência, revista mecatrônica, janeiro 2005. 
 http://www.yaskawa.com.br - catálogos e manuais 
 http://www.weg.com.br - catálogos e manuais 
 
Não existe vento favorável para aquele que não sabe para onde vai.
(Arthur Schopenhauer)
www.clubedaeletronica.com.br